什么是物理学中的粘度?(viscosity in physics?)

粘度是一种测量流体在试图通过它时的阻力的方法。低粘度的流体称为“薄”,而高粘度的流体称为“厚”。与高粘度流体(如蜂蜜)相比,低粘度流体(如水)更容易通过。...

粘度是一种测量流体在试图通过它时的阻力的方法。低粘度的流体称为“薄”,而高粘度的流体称为“厚”。与高粘度流体(如蜂蜜)相比,低粘度流体(如水)更容易通过。

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关键要点:粘度的重要性

  • 粘度,即流体的“厚度”,是指流体在其中运动的阻力。
  • 例如,水的粘度低或“薄”,而蜂蜜的粘度高或“厚”。
  • 粘度定律在喷墨打印、蛋白质配方和注射、甚至食品和饮料制造等领域有着重要的应用。

粘度定义

粘度是指流体的厚度。粘度是流体中分子间相互作用或摩擦的结果。与移动固体之间的摩擦相似,粘度将决定流体流动所需的能量。

在物理学中,粘度通常用艾萨克牛顿流体方程来表示,该方程类似于牛顿第二运动定律。这条定律表明,当一个力作用在一个物体上时,它会使物体加速。物体的质量越大,使其加速所需的力就越大。

粘度公式

粘度公式通常使用流体的牛顿方程表示:

F / A = n (dv / dr)

其中F表示力,A表示面积。所以,F/A,或力除以面积,是定义粘度的另一种方法。Dv除以dr表示“绝对速率”,即液体移动的速度。n是一个常数单位,等于0.00089帕秒(帕斯卡秒),这是一个动态粘度测量单位。该法具有一些重要的实际应用,如喷墨打印、蛋白质配方/注射和食品/饮料制造。

牛顿和非牛顿流体粘度

最常见的流体,称为牛顿流体,具有恒定的粘度。当你增加力时,阻力会更大,但它是一个恒定的比例增加。简言之,牛顿流体的作用就像流体一样,不管施加多少力。

相比之下,非牛顿流体的粘度不是常数,而是根据所施加的力而变化很大。非牛顿流体的一个经典例子是Oobleck(有时称为“粘液”,通常在小学科学课上制造),当对其施加大量力时,它表现出类似固体的行为。另一组非牛顿流体称为磁流变液。它们对磁场的反应是几乎变成固体,但离开磁场后又恢复为流体状态

为什么粘度在日常生活中很重要

虽然粘度在日常生活中似乎不太重要,但它在许多不同的领域实际上可能非常重要。例如:

  • 车辆润滑。当你给汽车或卡车加油时,你应该注意它的粘度。这是因为粘度影响摩擦力,而摩擦力反过来影响热量。此外,粘度还会影响机油消耗率以及车辆在高温或低温条件下起动的难易程度。有些油具有更稳定的粘度,而另一些油对热或冷有反应;如果你的机油粘度指数低,它可能会随着温度的升高而变薄,这可能会在炎热的夏天驾驶汽车时造成问题。
  • 烹饪。粘度在食品的制备和食用中起着重要作用。烹调油在加热时可能会改变粘度,也可能不会改变粘度,而许多烹调油在冷却时会变得更加粘稠。脂肪加热时粘度适中,冷却时变为固体。不同的菜肴也依赖于酱汁、汤和炖菜的粘度。例如,一份浓土豆韭菜汤,当它的粘稠度较低时,就变成了法国的维希索瓦汤。一些粘性液体增加了食物的质地;例如,蜂蜜非常粘稠,可以改变菜肴的“口感”。
  • 制造业。制造设备需要适当的润滑才能平稳运行。粘度过大的润滑剂会堵塞管道。太薄的润滑剂对运动部件的保护太少。
  • 医药。粘度在医学上是至关重要的,因为液体是通过静脉进入人体的。血液粘度是一个主要问题:粘度过大的血液会形成危险的内部凝块,而过薄的血液不会凝结;这可能导致危险的失血,甚至死亡。

  • 发表于 2021-09-23 06:18
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  • 分类:数学

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